Τροποποίηση βιοδιασπώμενων πλαστικών PLA/PBAT: Βελτιστοποίηση της διαμόρφωσης βίδες για την ελαχιστοποίηση των κινδύνων θερμικής υποβάθμισης

Με την παγκόσμια εφαρμογή των απαγορεύσεων στα πλαστικά, η ζήτηση για βιοδιασπώμενα υλικά όπως το PLA (Πολυγαλακτικό Οξύ) και το PBAT (τερεφθαλικό αδιπικό πολυβουτυλένιο) έχει αυξηθεί. Ωστόσο, αυτά τα πολυμερή είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στη θερμοκρασία και τις δυνάμεις διάτμησης. Κατά τη διαδικασία της σύνθεσης, ακατάλληληδιαμόρφωση στοιχείου βίδαςμπορεί εύκολα να προκαλέσει θερμική υποβάθμιση, με αποτέλεσμα μειωμένο ιξώδες τήγματος, κιτρίνισμα των σφαιριδίων και σημαντική απώλεια μηχανικών ιδιοτήτων.

Σε αντίθεση με τα παραδοσιακά PE ή PP, τα βιοαποδομήσιμα πλαστικά είναι επιρρεπή σε υδρόλυση και θερμική αποσύνθεση σε υψηλές θερμοκρασίες.

• Στενό παράθυρο επεξεργασίας:Το PLA τυπικά υφίσταται επεξεργασία μεταξύ 170°C και 190°C. Εάν η τοπική θερμότητα τριβής (ιξώδης διάχυση) υπερβαίνει τους 200°C, το μοριακό βάρος πέφτει γρήγορα.

• Ευαισθησία στην υγρασία:Ακόμη και ίχνη υγρασίας μπορεί να προκαλέσουν διάσπαση του εστερικού δεσμού υπό υψηλή πίεση. Επομένως,αποτελεσματικότητα απαέρωσης (εξαερισμός)είναι καθοριστικός παράγοντας για την ποιότητα του τελικού προϊόντος.

Στην επιλογή και διαμόρφωση του αεξωθητήρας διπλής βίδαςγια το PLA/PBAT, οι κατευθυντήριες αρχές είναι "Χαμηλή θερμοκρασία, χαμηλή διάτμηση και υψηλή κατανομή".

• Αποφύγετε την υπερβολική διάτμηση:Μειώστε τη χρήση ουδέτερων τεμαχίων ζύμωσης 90 μοιρών. Αντίθετα, αυξήστε τα μπλοκ ζύμωσης που μεταφέρονται προς τα εμπρός 30 μοιρών ή 45 μοιρών για να διασφαλίσετε ότι η ανάμειξη πραγματοποιείται ενώ το υλικό κινείται, ελαχιστοποιώντας τη συσσώρευση θερμότητας από μεγάλους χρόνους παραμονής.

• Διανεμητικά στοιχεία ανάμειξης:Συνιστούμε την ενσωμάτωση στοιχείων SME (Screw Mixing Element) ή TME (Turbine Mixing Element). Αυτά τα συστατικά διασκορπίζουν αποτελεσματικά πρόσθετα (όπως άμυλο ή CaCO3) χωρίς να δημιουργούν υπερβολική θερμότητα τριβής.

• Τεχνική παράμετρος:Το μονόπλευρο διάκενο μεταξύ των στοιχείων της βίδας και του τοιχώματος της κάννης θα πρέπει να διατηρείται μεταξύ τους0,02 mm και 0,05 mm.

• Σκοπός:Το στενό διάκενο αποτρέπει την αντίστροφη ροή του υλικού και αποτρέπει την τοπική υπερθέρμανση, εξασφαλίζοντας σταθερή πίεση εξόδου και σταθερή ποιότητα τήξης.(Αναφορά: Αναφορά ακριβείας συναρμολόγησης εργοστασίου - Αναφ.: #INSP-2023-V3)

Δεδομένου ότι η βιοαποικοδομήσιμη σύνθεση συχνά περιλαμβάνει άμυλο ή άλλα φυσικά πληρωτικά, τοβίδα και κάννηπρέπει να έχει επαρκή αντοχή:

• Υλικό βαρελιού:Συνιστάται ένα διμεταλλικό βαρέλι επενδεδυμένο με κράμα υψηλής περιεκτικότητας σε χρώμιο για να αντιστέκεται στην τριβή από φυσικά πληρωτικά.

• Πρότυπο σκληρότητας:Τα βιδωτά στοιχεία πρέπει να επιτυγχάνουν σκληρότητα58-64 HRCμέσω σβέσης υπό κενό για εξασφάλιση μακροζωίας και αποφυγή μόλυνσης μετάλλων στο τελικό προϊόν.

Για τους κατασκευαστές ενώσεων PLA/PBAT, η ακρίβεια των εξαρτημάτων του εξωθητή καθορίζει την επιτυχία του ελέγχου της υποβάθμισης. Βελτιστοποιώντας τις γεωμετρίες των βιδών, διατηρώντας τη σταθερότητα της θερμοκρασίας μέσα+/- 1°C, και αξιοποίηση υψηλής συμβατότηταςστοιχεία βιδών για μοντέλα Coperion ή Leistritz, οι εταιρείες μπορούν να μεγιστοποιήσουν την απόδοση διατηρώντας παράλληλα τη βασική μηχανική ακεραιότητα του υλικού.